JPH0519862A - Servo controller - Google Patents
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- JPH0519862A JPH0519862A JP17555891A JP17555891A JPH0519862A JP H0519862 A JPH0519862 A JP H0519862A JP 17555891 A JP17555891 A JP 17555891A JP 17555891 A JP17555891 A JP 17555891A JP H0519862 A JPH0519862 A JP H0519862A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、機械を正弦波駆動する
サーボ制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo control device for driving a machine with a sine wave.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のフィードフォワード制御機能を備
えたサーボ制御装置は、図2に示すように構成されてい
る。すなわち、図2において1はモータ/機械系で、こ
のモータ/機械系1より角度θ及び角速度θ′が検出さ
れ、角度θが減算器2の−端子、角速度θ′が加減算器
−端子に入力される。一方、目標位置を示す正弦波の位
置指令θr が制御系における減算器2の+端子に入力さ
れ、位置指令θr から上記検出角度θが減算されて位置
偏差「θr −θ」が求められる。この位置偏差「θr −
θ」は、乗算器3に入力されて位置フィードバックゲイ
ンGpが乗算され、その乗算結果が加減算器4の+端子
に入力される。2. Description of the Related Art A conventional servo controller having a feedforward control function is constructed as shown in FIG. That is, in FIG. 2, reference numeral 1 denotes a motor / mechanical system. The angle θ and the angular velocity θ ′ are detected from the motor / mechanical system 1, and the angle θ is input to the minus terminal of the subtractor 2 and the angular velocity θ ′ is input to the adder / subtractor minus terminal. To be done. On the other hand, the sine wave position command θr indicating the target position is input to the + terminal of the subtracter 2 in the control system, and the detected angle θ is subtracted from the position command θr to obtain the position deviation “θr−θ”. This position deviation “θr −
“θ” is input to the multiplier 3, multiplied by the position feedback gain Gp, and the multiplication result is input to the + terminal of the adder / subtractor 4.
【0003】また、上記位置指令θr は、上記制御系の
他、フィードフォワード制御部7へ送られる。このフィ
ードフォワード制御部7は、微分器8,10、乗算器
9、11により構成される。フィードフォワード制御部
7に入力された位置指令θr は、微分器8で微分されて
速度指令θ′r となり、乗算器9に入力され、速度フィ
ードフォワードゲインKVFF が乗算されて速度フィード
フォワード値となる。The position command θr is sent to the feedforward controller 7 in addition to the control system. The feedforward control unit 7 is composed of differentiators 8 and 10 and multipliers 9 and 11. The position command θr input to the feedforward control unit 7 is differentiated by the differentiator 8 to become a speed command θ′r, which is input to the multiplier 9 and multiplied by the speed feedforward gain KVFF to become a speed feedforward value. ..
【0004】この速度フィードフォワード値は、制御系
における加減算器4の+端子に入力される。従って、こ
の加減算器4では、乗算器3の出力に乗算器9からの速
度フィードフォワード値を加算すると共に、角速度を減
算して速度偏差を求め、乗算器5に出力する。乗算器5
は、上記速度偏差に速度フィードバックゲインGvを乗
算し、加算器6に出力する。This speed feedforward value is input to the + terminal of the adder / subtractor 4 in the control system. Therefore, the adder / subtractor 4 adds the velocity feedforward value from the multiplier 9 to the output of the multiplier 3 and subtracts the angular velocity to obtain the velocity deviation, which is output to the multiplier 5. Multiplier 5
Outputs the speed deviation multiplied by the speed feedback gain Gv to the adder 6.
【0005】また、上記微分器6で微分された速度指令
θ′r は、微分器10で微分されて加速度指令θ″r と
なる。このθ″r は、乗算器11に入力されてトルクフ
ィードフォワードゲインJO が乗算され、トルクフィー
ドフォワード値となる。このトルクフィードフォワード
値は、制御系の加算器6に入力されて乗算器5の出力と
加算されてトルク指令uとなり、モータ/機械系1に入
力される。The speed command θ'r differentiated by the differentiator 6 is differentiated by the differentiator 10 to become an acceleration command θ ″ r. This θ ″ r is input to the multiplier 11 and the torque feed is supplied. The forward gain JO is multiplied to obtain the torque feedforward value. This torque feedforward value is input to the adder 6 of the control system and added to the output of the multiplier 5 to form the torque command u, which is input to the motor / mechanical system 1.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のサ
ーボ制御装置は、フィードフォワード制御部7における
フィードフォワードゲインが固定であり、このため負荷
の変動などでフィードフォワードゲインのゲイン誤差が
存在する場合、位置偏差をフィードバックにより打ち消
しているが、高速な正弦波指令に対してはフィードバッ
クの遅れにより偏差を抑制できないという問題があっ
た。As described above, in the conventional servo control device, the feedforward gain in the feedforward control unit 7 is fixed, and therefore there is a gain error in the feedforward gain due to load fluctuations and the like. In this case, the position deviation is canceled by feedback, but there is a problem that the deviation cannot be suppressed for a high-speed sine wave command due to the delay of feedback.
【0007】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、フィードフォワードのゲインを速やかに自動調整す
ることで位置偏差を著しく低減し得るフィードフォワー
ド装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a feedforward device capable of remarkably reducing the position deviation by rapidly and automatically adjusting the gain of the feedforward.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、機械を正弦波
駆動するサーボ制御装置において、目標位置を示す位置
指令に従って被制御機械を駆動制御する制御系と、上記
位置指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差から
フィードフォワードのゲイン誤差を推定するフィードフ
ォワードゲイン誤差推定部と、このゲイン誤差推定部に
より推定されたゲイン誤差により、上記制御系に対して
位置偏差が零になるようにフィードフォワードゲインを
調整するフィードフォワード制御部とを具備したことを
特徴とするものである。According to the present invention, in a servo control device for driving a machine in a sine wave, a control system for driving and controlling a controlled machine according to a position command indicating a target position, the position command and a position deviation corresponding thereto. The feed-forward gain error estimator that estimates the feed-forward gain error from the amplitude ratio and the phase difference of and the gain error estimated by this gain error estimator so that the position deviation becomes zero for the control system. And a feedforward control unit for adjusting the feedforward gain.
【0009】[0009]
【作用】位置指令が与えられると、この位置指令に従っ
て制御系が動作し、被制御機械を駆動する。また、この
際、フィードフォワードゲイン誤差推定部が作動し、上
記位置指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差か
らフィードフォワードのゲイン誤差、すなわち、トルク
フィードフォワードゲイン誤差ΔJと速度フィードフォ
ワードゲイン誤差ΔKVFF とを推定し、その推定値をフ
ィードフォワード制御部に出力する。このフィードフォ
ワード制御部は、ゲイン誤差推定部により推定されたゲ
イン誤差に基づき、上記制御系に対して位置偏差が零に
なるようにフィードフォワードゲインを調整する従っ
て、負荷変動などにより位置偏差が発生した場合でも、
フィードフォワード制御部におけるゲイン調整により、
位置偏差を低減することができる。When a position command is given, the control system operates according to this position command to drive the controlled machine. Further, at this time, the feedforward gain error estimation unit operates, and the feedforward gain error, that is, the torque feedforward gain error ΔJ and the speed feedforward gain error is calculated from the position command and the amplitude ratio and phase difference of the position deviation with respect to the position command. Estimate ΔKVFF and output the estimated value to the feedforward control unit. This feedforward control unit adjusts the feedforward gain so that the position deviation becomes zero with respect to the control system based on the gain error estimated by the gain error estimation unit. Even if
By adjusting the gain in the feedforward control unit,
The position deviation can be reduced.
【0010】[0010]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】本発明は、図2に示した回路において、ゲ
イン固定のフィードフォワード制御部7に代えてゲイン
可変のフィードフォワード制御部7Aを設けると共に、
このフィードフォワード制御部7Aのゲインを制御する
フィードフォワードゲイン誤差推定部21を設けたもの
である。その他の構成は、図2の回路と同じであるの
で、図2と同一符号を付して詳細な説明は省略する。上
記フィードフォワード制御部7Aは、微分器8,10及
びゲイン可変の乗算器9a,11aを用いて回路を構成
している。According to the present invention, in the circuit shown in FIG. 2, a variable gain feedforward control unit 7A is provided in place of the fixed gain feedforward control unit 7.
A feedforward gain error estimation unit 21 that controls the gain of the feedforward control unit 7A is provided. Since other configurations are the same as those of the circuit of FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. The feedforward control unit 7A constitutes a circuit using differentiators 8 and 10 and variable gain multipliers 9a and 11a.
【0012】また、フィードフォワードゲイン誤差推定
部21は、位置指令θr と減算器2から出力される位置
偏差「θr −θ」から後述する(10),(11)式に
より、トルクフィードフォワードゲイン誤差ΔJと速度
フィードフォワードゲイン誤差ΔKVFF とを計算して出
力するようになっている。このトルクフィードフォワー
ドゲイン誤差ΔJにより乗算器11aのトルクフィード
フォワードゲインJOが「JO +ΔJ」に調整される。
同様に速度フィードフォワードゲイン誤差ΔKVFF によ
り乗算器9aの速度フィードフォワードゲインKVFF が
「KVFF +ΔKVFF 」に調整される。以上の自動調整に
より、位置偏差「θr −θ」が零に近づくように変更さ
れる。次に上記実施例の動作について説明する。図2に
示したゲイン固定のフィードフォワード制御部7を使用
した場合における系は、次の(1),(2)式で表わさ
れる。Further, the feedforward gain error estimation unit 21 calculates the torque feedforward gain error from the position command θr and the position deviation “θr−θ” output from the subtracter 2 according to equations (10) and (11) described later. ΔJ and velocity feedforward gain error ΔKVFF are calculated and output. The torque feedforward gain error ΔJ adjusts the torque feedforward gain JO of the multiplier 11a to "JO + ΔJ".
Similarly, the speed feedforward gain error ΔKVFF adjusts the speed feedforward gain KVFF of the multiplier 9a to “KVFF + ΔKVFF”. By the above automatic adjustment, the position deviation “θr−θ” is changed so as to approach zero. Next, the operation of the above embodiment will be described. The system in the case of using the fixed gain feedforward controller 7 shown in FIG. 2 is expressed by the following equations (1) and (2).
【0013】すなわち、トルク指令をu、角度をθ、位
置指令をθr 、慣性モーメントをJ、モータの時定数を
T、速度フィードバックゲインをGv、位置フィードバ
ックゲインをGp、速度フィードフォワードゲインをK
VFF 、トルクフィードフォワードゲインをJO とする
と、モータ/機械系1の運動方程式は(1)式で、トル
ク指令uの式は(2)式で表わされる。 Jθ″=u/(1+TS) …(1) u=JO θ″r +Gv{KVFF θ′r −θ′+Gp(θr −θ)} …(2) 上記(1),(2)式により、位置指令θr から位置偏
差「θr −θ」への伝達関数は(3)式となる。That is, the torque command is u, the angle is θ, the position command is θr, the moment of inertia is J, the motor time constant is T, the speed feedback gain is Gv, the position feedback gain is Gp, and the speed feedforward gain is K.
Assuming that VFF and torque feedforward gain are JO, the equation of motion of the motor / mechanical system 1 is expressed by the equation (1), and the equation of the torque command u is expressed by the equation (2). J θ ″ = u / (1 + TS) (1) u = JO θ ″ r + Gv {KVFF θ′r −θ ′ + Gp (θr −θ)} (2) The position is calculated by the above equations (1) and (2). The transfer function from the command θr to the position deviation “θr −θ” is given by equation (3).
【0014】[0014]
【数1】 但し、 トルクフィードフォワードゲイン誤差 ΔJ =J−JO …(4) 速度フィードフォワードゲイン誤差 KVFF =1−KVFF …(5) である。(3)式の伝達関数で位置指令θr に振幅A、
一定周波数ωの正弦波として、[Equation 1] However, torque feedforward gain error ΔJ = J−JO (4) Speed feedforward gain error KVFF = 1−KVFF (5) With the transfer function of the equation (3), the position command θr has an amplitude A,
As a sine wave of constant frequency ω,
【0015】[0015]
【数2】 が加わるとすると、位置偏差「θr −θ」は(7)式と
なる。[Equation 2] If is added, the positional deviation “θr−θ” is given by equation (7).
【0016】[0016]
【数3】 ただし、ΔA、Δθは各々位置偏差の振幅、位相差で、
(8),(9)式となる。[Equation 3] However, ΔA and Δθ are the amplitude and phase difference of the position deviation, respectively.
Equations (8) and (9) are obtained.
【0017】[0017]
【数4】 上記(8),(9)式を変更し、ΔA、ΔθからΔJ、
ΔKVFF を求める式を導出すると、(10),(11)
式となる。[Equation 4] By changing the above equations (8) and (9), from ΔA and Δθ to ΔJ,
Derivation of the equation for obtaining ΔKVFF yields (10), (11)
It becomes an expression.
【0018】[0018]
【数5】 [Equation 5]
【0019】上記(10),(11)式を用いれば、位
置指令の振幅A、周波数ω及び位置偏差の振幅ΔAと位
相差Δθとからトルクフィードフォワードゲイン誤差Δ
J、速度フィードフォワードゲイン誤差ΔKVFF を求め
ることができる。このフィードフォワードゲイン誤差Δ
J、ΔKVFF を用いてフィードフォワードゲインJO、
KVFF を(12),(13)式のように自動調整するこ
とにより、正弦波指令θr に対する位置偏差「θr−
θ」を零にすることができる。 JO +ΔJ→JO …(12) KVFF +ΔKVFF →KVFF …(13)Using the above equations (10) and (11), the torque feedforward gain error Δ is calculated from the position command amplitude A, the frequency ω, the position deviation amplitude ΔA, and the phase difference Δθ.
J, velocity feedforward gain error ΔKVFF can be obtained. This feedforward gain error Δ
Using J and ΔKVFF, the feedforward gain JO,
By automatically adjusting KVFF as in equations (12) and (13), the position deviation "θr-
θ ”can be zero. JO + ΔJ → JO… (12) KVFF + ΔKVFF → KVFF… (13)
【0020】[0020]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、フ
ィードフォワードゲイン誤差推定部21において、位置
指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差から位置
偏差「θr −θ」を零にするように、トルクフィードフ
ォワードゲイン誤差ΔJと速度フィードフォワードゲイ
ン誤差ΔKVFF とが計算され、それによりトルクフィー
ドフォワードゲインJO と速度フィードフォワードゲイ
ンKVFF とが調整される。従って、負荷変動などにより
位置偏差「θr −θ」が発生した場合でも、フィードフ
ォワード制御部7Aの乗算器11,9におけるフィード
フォワードゲインJO ,KVFF の自動調整により、位置
偏差「θr −θ」を零にすることができる。As described above in detail, according to the present invention, the position deviation "θr-θ" is set to zero in the feedforward gain error estimator 21 from the position command and the amplitude ratio and phase difference of the position deviation corresponding thereto. Thus, the torque feedforward gain error ΔJ and the speed feedforward gain error ΔKVFF are calculated, and the torque feedforward gain JO and the speed feedforward gain KVFF are adjusted accordingly. Therefore, even if the position deviation “θr −θ” occurs due to load fluctuations, etc., the position deviation “θr −θ” is automatically adjusted by the feedforward gains JO and KVFF in the multipliers 11 and 9 of the feedforward control unit 7A. It can be zero.
【図1】本発明の一実施例に係るサーボ制御装置のブロ
ック図。FIG. 1 is a block diagram of a servo control device according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来のサーボ制御装置を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a conventional servo control device.
1…モータ/機械系、2…減算器、3…乗算器(位置フ
ィードバックゲインGp)、4…加減算器、5…乗算器
(速度フィードバックゲインGv)、6…加算器、7,
7A…フィードフォワード制御部、8,10…微分器、
9…乗算器(速度フィードフォワードゲインKVFF )、
11…乗算器(トルクフィードフォワードゲインJO
)、21…フィードフォワードゲイン誤差推定部。1 ... Motor / mechanical system, 2 ... Subtractor, 3 ... Multiplier (position feedback gain Gp), 4 ... Adder / subtractor, 5 ... Multiplier (speed feedback gain Gv), 6 ... Adder, 7,
7A ... Feedforward control unit, 8, 10 ... Differentiator,
9: Multiplier (speed feed forward gain KVFF),
11 ... Multiplier (torque feed forward gain JO
), 21 ... Feedforward gain error estimation unit.
Claims (1)
おいて、目標位置を示す位置指令に従って被制御機械を
駆動制御する制御系と、上記位置指令とそれに対する位
置偏差の振幅比と位相差からフィードフォワードのゲイ
ン誤差を推定するフィードフォワードゲイン誤差推定部
と、このゲイン誤差推定部により推定されたゲイン誤差
により、上記制御系に対して位置偏差が零になるように
フィードフォワードゲインを調整するフィードフォワー
ド制御部とを具備したことを特徴とするするサーボ制御
装置。Claim: What is claimed is: 1. A servo control device for driving a machine in a sine wave, a control system for driving and controlling a controlled machine according to a position command indicating a target position, and the position command and the amplitude of a position deviation relative to the control command. The feedforward gain error estimator that estimates the feedforward gain error from the ratio and phase difference, and the gain error estimated by the gain error estimator are used to adjust the feedforward so that the position deviation becomes zero with respect to the control system. A servo control device comprising a feedforward control unit for adjusting a gain.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17555891A JPH0519862A (en) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Servo controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17555891A JPH0519862A (en) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Servo controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519862A true JPH0519862A (en) | 1993-01-29 |
Family
ID=15998184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17555891A Withdrawn JPH0519862A (en) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Servo controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0519862A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-07-16 JP JP17555891A patent/JPH0519862A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |